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Física · Glossário

O que é Nível sonoro?

Também chamado de: decibel

Definição 21.9 Física do ensino médio · Capítulo 21 — Som e acústica

O ouvido cobre doze potências de dez, e por isso as intensidades são dadas em escala logarítmica. O nível sonoro de II é

L=10log⁡10(I/I0),I0=1.0×10−12 W/m2,L = 10 \log_{10}(I/I_0), \qquad I_0 = 1.0 \times 10^{-12}\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2},

em decibéis (dB\mathrm{dB}): limiar de audição em 0 dB0\,\mathrm{dB}, dor perto de 120 dB120\,\mathrm{dB}.

Uma escada de níveis do dia a dia: cada degrau de 20\, dB é um salto de cem vezes na intensidade; acima de 85\, dB (zona vermelha) a exposição danifica a audição.
Uma escada de níveis do dia a dia: cada degrau de 20 dB20\,\mathrm{dB} é um salto de cem vezes na intensidade; acima de 85 dB85\,\mathrm{dB} (zona vermelha) a exposição danifica a audição.
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Definição 7.5 Física universitária — 2.º ano · Capítulo 7 — Ondas sonoras em fluidos

O nível sonoro de uma onda de intensidade média II vale

L=10log⁡10II0 dB,I0=1×10−12 W/m2L = 10\log_{10}\frac I{I_0} \ \text{dB} , \qquad I_0 = 1 \times 10^{-12}\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}

— o limiar de audição a 1 kHz1\,\mathrm{kHz}, correspondente no ar à amplitude de pressão p0≈2×10−5 Pap_0 \approx 2 \times 10^{-5}\,\mathrm{Pa} (eficaz) =2×10−10= 2 \times 10^{-10} atmosferas. Dobrar a intensidade acrescenta 3 dB3\,\mathrm{dB}; dez vezes, 10 dB10\,\mathrm{dB}; cem vezes a amplitude de pressão, 40 dB40\,\mathrm{dB}. Quarto silencioso, 30 dB30\,\mathrm{dB}; conversa, 60 dB60\,\mathrm{dB}; rua movimentada, 80 dB80\,\mathrm{dB}; show de rock, 110 dB110\,\mathrm{dB}; dor, 120 dB120\,\mathrm{dB} (I=1 W/m2I = 1\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}, pm=29 Pap_m = 29\,\mathrm{Pa}).

À esquerda: numa onda sonora plana progressiva a sobrepressão e a velocidade do fluido estão em fase, e o deslocamento se atrasa de um quarto de período. À direita: a escala de decibéis — cada degrau de 20\, dB multiplica a intensidade por cem e a amplitude de pressão por dez. À esquerda: numa onda sonora plana progressiva a sobrepressão e a velocidade do fluido estão em fase, e o deslocamento se atrasa de um quarto de período. À direita: a escala de decibéis — cada degrau de 20\, dB multiplica a intensidade por cem e a amplitude de pressão por dez.
À esquerda: numa onda sonora plana progressiva a sobrepressão e a velocidade do fluido estão em fase, e o deslocamento se atrasa de um quarto de período. À direita: a escala de decibéis — cada degrau de 20 dB20\,\mathrm{dB} multiplica a intensidade por cem e a amplitude de pressão por dez.

Exemplos

Exemplo 7.6 (Quão pequeno é um som)

No limiar, a 1 kHz1\,\mathrm{kHz}: pm=2.8×10−5 Pap_m = 2.8 \times 10^{-5}\,\mathrm{Pa}, vm=pm/Z=7×10−8 m/sv_m = p_m/Z = 7 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, e a amplitude de deslocamento ξm=vm/ω=1×10−11 m\xi_m = v_m/\omega = 1 \times 10^{-11}\,\mathrm{m} — um décimo de diâmetro atômico: o tímpano detecta movimentos menores que um átomo. A 120 dB120\,\mathrm{dB}, ξm=11 µm\xi_m = 11\,\text{µ}\mathrm{m}, ainda invisível, e pm/P0=3×10−4p_m/P_0 = 3 \times 10^{-4}: mesmo os sons mais altos são perturbações minúsculas, e é por isso que a teoria linear funciona tão bem.

Exemplo 7.8 (Uma sirene, uma conversa)

Uma sirene de 10 W10\,\mathrm{W}: I=10/4πr2I = 10/4\pi r^2, 0.8 W/m20.8\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2} a 1 m1\,\mathrm{m} (119 dB119\,\mathrm{dB}, dor), 79 dB79\,\mathrm{dB} a 100 m100\,\mathrm{m}, 59 dB59\,\mathrm{dB} a 1 km1\,\mathrm{km} — ainda audível sobre a cidade. Uma voz irradia cerca de 10 µW10\,\text{µ}\mathrm{W}: 60 dB60\,\mathrm{dB} a 1 m1\,\mathrm{m}, e 40 dB40\,\mathrm{dB} a 10 m10\,\mathrm{m}. O ar também absorve som (mais em alta frequência, alguns decibéis por cem metros a 10 kHz10\,\mathrm{kHz}), e é por isso que o trovão distante ronca grave.

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